有機性廃棄物の炭化による高度資源化技術に関する研究

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有機性副産物の「ゼロエミッション化」を推進するためには,炭素循環プロセスの構築が必要である。難リサイクル有機性副産物を従来のように埋立や焼却処分することなく,炭素材料に変換した場合,材料中の炭素含有量に相当する二酸化炭素の排出量を低減させることができる。また,機能化複合材料の製造に用いる炭素材料に対しては,従来の炭素材料に比べて脱臭性能が優れているなど,別の機能を有する新材料が望まれる。本研究においては,有機性副産物から低コスト条件で炭素材料を製造し,新たな機能性炭素材料への変換利用について検討した。食品産業由来の副産物(オカラ)から種々の炭化条件下で炭素材料を製した。400〜700℃の比較的低温領域で,特に薬品類を使わず,オカラを制御条件下で炭化した場合,得られた炭素材料はユニークな表面物性を有することが判った。また,600℃で炭化したオカラ由来炭素の水蒸気吸着特性は,相対湿度90%での吸着量が36.5%,湿度5%では10.3%となった。その差26.2%は調湿性能の指標となり得る。さらに炭化条件の最適化を求め検討した結果,調湿性能50%以上の炭素材料をも製することができた。炭化条件を制御せずに行う通常の炭化法では,調湿性能が15%程度と低値を示した。市販活性炭の調湿性能はさらに7.2%と低く,本研究で得られたオカラ由来炭素の調湿性能が他の炭素材料のそれに比べて顕著に優れていることが判明し,家屋の調湿材に利用可能なことを見い出した。オカラ以外の有機性副産物への適用も試みており,良好な成果を得ている。一方,悪臭物質であるアンモニアの脱臭性能についても検討し,時間経過に伴うアンモニア濃度を求めたところ,市販の活性炭に比べ,オカラ由来炭素材料がその脱臭性能においても優れていることが認められた。